用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法和控制設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法和控制設(shè)備，尤其是一種用于確定內(nèi)燃機(jī) 的點(diǎn)火延遲變化曲線的方法、一種用于識別機(jī)燃料品質(zhì)的方法、一種用于前饋控制內(nèi)燃機(jī) 的能量輸入變化曲線模式的絕對位置的方法和一種用于確定點(diǎn)火延遲變化曲線的內(nèi)燃機(jī) 的控制設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，對于內(nèi)燃機(jī)在能耗、排放和功率方面越來越高的要求導(dǎo)致組件復(fù)雜，并且導(dǎo) 致控制流程復(fù)雜并且計(jì)算繁瑣。在內(nèi)燃機(jī)的控制中，不同參數(shù)、例如噴射相關(guān)的參數(shù)或內(nèi)燃 機(jī)的其他調(diào)節(jié)參數(shù)、例如氣缸充氣和/或廢氣再循環(huán)率被這樣調(diào)節(jié)，使得真正的燃燒變化曲 線(實(shí)際燃燒變化曲線)近似等于所期望的燃燒變化曲線(額定燃燒變化曲線）。
[0003] 為了預(yù)先確定噴射相關(guān)的參數(shù)，可例如將點(diǎn)火延遲時(shí)間納入考量，作為每個燃燒 循環(huán)的單值(Einzelwert)或者作為每次發(fā)生噴射的單值。DE 10 2012 018 617 B3例如說 明了一種用于借助燃燒變化曲線模型和點(diǎn)火延遲時(shí)間來影響內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)的方法，其 中，所述燃燒變化曲線模型是基于幾個支點(diǎn)來提供的。但基于這種燃燒變化模型，并不能夠 足夠精確地控制內(nèi)燃機(jī)。
[0004] 此外，已知要基于迭代學(xué)習(xí)的調(diào)控在考慮到燃燒變化曲線的前提下來確定噴射參 數(shù)，如DE 10 2007 012 604 A1和DE 10 2007 013 119 A1中所述。對應(yīng)問題可通過一種經(jīng) 驗(yàn)性的位移函數(shù)來解決，該位移函數(shù)必須取決于燃燒的邊界條件，并且必須符合運(yùn)行條件。 但由于運(yùn)行條件會發(fā)生極大改變，提供所述經(jīng)驗(yàn)性的位移函數(shù)非常麻煩，并且所形成的經(jīng) 驗(yàn)性的位移函數(shù)并不可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的任務(wù)是提供用于確定內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火延遲變化曲線的方法、一種用于識別 燃料品質(zhì)改變的方法、一種用于前饋控制能量輸入變化曲線模式的絕對位置的方法和一種 用于確定點(diǎn)火延遲變化曲線的控制設(shè)備，其至少部分克服了上面所提及的不足。
[0006] 本發(fā)明根據(jù)第一方面涉及一種用于確定內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火延遲變化曲線的方法，該點(diǎn) 火延遲變化曲線表示內(nèi)燃機(jī)的能量輸入變化曲線與能量轉(zhuǎn)化變化曲線之間在時(shí)間上的延 遲，包括：
[0007] 獲取所述內(nèi)燃機(jī)的能量輸入變化曲線;獲取所述內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)化變化曲線；以 及
[0008] 基于所述能量輸入變化曲線以及基于所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線，計(jì)算出點(diǎn)火延遲變 化曲線。
[0009] 根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及一種用于識別燃料品質(zhì)改變的方法，包括：
[0010]尤其是按照根據(jù)上述第一方面所述的方法，確定所述內(nèi)燃機(jī)對于該內(nèi)燃機(jī)的第一 工作循環(huán)的點(diǎn)火延遲變化曲線；
[0011]計(jì)算出所確定的點(diǎn)火延遲變化曲線與所存儲的點(diǎn)火延遲變化曲線之間的差異；以 及
[0012 ]基于所算出的差異識別燃料品質(zhì)的改變。
[0013] 根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及一種用于前饋控制內(nèi)燃機(jī)的能量輸入變化曲線模式 的絕對位置的方法，包括：
[0014] 確定一個預(yù)先給定的能量轉(zhuǎn)化變化曲線的能量轉(zhuǎn)化變化曲線積分內(nèi)的參照點(diǎn)；
[0015] 基于點(diǎn)火延遲變化曲線、尤其是一種按照根據(jù)第一方面所述的方法所確定的點(diǎn)火 延遲變化曲線，計(jì)算出與該參照點(diǎn)相對應(yīng)的點(diǎn)火延遲；以及
[0016] 在所述參照點(diǎn)、所算出的點(diǎn)火延遲和燃燒中心額定值的基礎(chǔ)上，確定能量輸入變 化曲線模式的絕對位置。
[0017] 根據(jù)另一個方面，本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的一種用于確定內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火延遲變化曲線 的控制設(shè)備，其中，所述控制設(shè)備被設(shè)計(jì)為用于執(zhí)行根據(jù)上述方面的其中一個方面所述的 方法。
[0018] 本發(fā)明的更多有利構(gòu)型由下面針對優(yōu)選實(shí)施例所進(jìn)行的說明中得出。
[0019] 本發(fā)明涉及一種用于確定一種內(nèi)燃機(jī)、例如柴油內(nèi)燃機(jī)或汽油機(jī)的點(diǎn)火延遲變化 曲線的方法，所述柴油內(nèi)燃機(jī)例如具有直接噴射系統(tǒng)或者儲存噴射系統(tǒng)(共軌噴射系統(tǒng)）。 所述點(diǎn)火延遲變化曲線表示在所述內(nèi)燃機(jī)的能量輸入變化曲線與能量轉(zhuǎn)化變化曲線之間 在時(shí)間上的延遲。所述能量輸入變化曲線可以是所述內(nèi)燃機(jī)的一種噴射變化曲線，所述能 量轉(zhuǎn)化變化曲線可以是一種燃燒變化曲線或者一種加熱變化曲線。上述根據(jù)本發(fā)明的方法 包括:獲取所述內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)化變化曲線以及獲取所述內(nèi)燃機(jī)的能量輸入變化曲線。能 量轉(zhuǎn)化變化曲線的獲取和能量輸入變化曲線的獲取可同時(shí)進(jìn)行或者以任意排序進(jìn)行。上述 根據(jù)本發(fā)明的方法另外包括:基于所述能量輸入變化曲線以及基于所述能量轉(zhuǎn)化變化曲 線，算出點(diǎn)火延遲變化曲線。所述點(diǎn)火延遲變化曲線可依據(jù)時(shí)間或者內(nèi)燃機(jī)曲柄軸的曲柄 軸角度來計(jì)算。
[0020] 所計(jì)算出的、說明了在能量輸入(如噴射)與能量轉(zhuǎn)化(如燃燒)之間的時(shí)間上的延 遲的點(diǎn)火延遲變化曲線就使得依據(jù)該點(diǎn)火延遲變化曲線來調(diào)節(jié)一個或多個影響內(nèi)燃機(jī)燃 燒的參數(shù)成為可能，從而在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行過程中形成了一種近似于額定能量轉(zhuǎn)化變化曲線 的能量轉(zhuǎn)化變化曲線，例如一種近似于額定燃燒變化曲線的燃燒變化曲線。
[0021] 所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線、例如所述燃燒變化曲線例如以在所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的 熱量或者所轉(zhuǎn)化的能量作為所述內(nèi)燃機(jī)曲柄軸的曲柄軸角度的函數(shù)或作為時(shí)間的函數(shù)來 呈現(xiàn)。所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線可基于多個采樣點(diǎn)構(gòu)成，并且包含所述采樣點(diǎn)和/或近似描摹 了所述采樣點(diǎn)、例如經(jīng)過這些采樣點(diǎn)的插值曲線。所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線例如由高時(shí)間分 辨率信號生成。可基于氣缸壓力測量的測量信號算出所述采樣點(diǎn)。所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線 也可以是或者包含模擬曲線，其由一種模擬、例如氣缸壓力改變的模擬算出。所述能量轉(zhuǎn)化 變化曲線可包含多個例如具有恒定不變的間隔或者任意分布在所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線上 的定向點(diǎn)，或者可包含基于一次測量的采樣點(diǎn)。
[0022] 所述能量輸入變化曲線、例如所述噴射變化曲線例如以所被噴射的燃油量作為所 述內(nèi)燃機(jī)曲柄軸的曲柄軸角度的函數(shù)或作為時(shí)間的函數(shù)存在。所述能量輸入變化曲線可包 含一個或多個預(yù)噴射、一個或多個主要噴射和一個或多個后噴射。各個噴射可具有復(fù)雜的 形狀，并且例如可被成型為靴型噴射(靴狀的能量輸入變化）、斜面噴射(三角形能量輸入變 化）、方形噴射(矩形能量輸入變化）。所述能量輸入變化曲線可基于一種模型構(gòu)成，該模型 例如考慮到每個子噴射的噴射起始點(diǎn)、噴射量和噴射持續(xù)時(shí)間?？上蛩瞿Ｐ椭屑尤肓硗?的影響噴射的參數(shù)，例如噴射壓力和/或噴射器綜合特性。替代方案是，可測量所述能量輸 入變化曲線。所述能量輸入變化曲線可包含多個例如具有恒定不變的間隔或者任意分布在 該能量輸入變化曲線上的定向點(diǎn)，或者可包含基于一次測量的采樣點(diǎn)。
[0023] 可在一個預(yù)先給定的時(shí)間段期間、例如在一個噴射和燃燒循環(huán)期間或者在所述內(nèi) 燃機(jī)的一個工作循環(huán)期間獲取所述燃燒變化曲線。但作為另一的示例，所述時(shí)間段也可持 續(xù)所述內(nèi)燃機(jī)的多個工作循環(huán)。噴射和燃燒循環(huán)可以理解為是自噴射過程開始直到通過這 一噴射過程所引起的燃燒結(jié)束的這一時(shí)間段，所述噴射過程可能包括預(yù)噴射、主要噴射和/ 或后噴射。所述內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)可以理解為是這樣一個時(shí)間段，其包括所述內(nèi)燃機(jī)的吸 附、壓縮、膨脹和推出階段并且包括整個噴射和燃燒循環(huán)。
[0024] 為了獲取所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線，可例如由所述內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的傳感器、例如壓 力傳感器或者由存儲設(shè)備接收包括多個采樣值的信號，并且構(gòu)成所述采樣點(diǎn)的插值曲線。 所述插值曲線的構(gòu)成可借助插值法、例如線性插值或樣條插值來進(jìn)行。所述能量轉(zhuǎn)化變化 曲線的獲取可另外包括接收測量信號、例如氣缸壓力的測量和/或?qū)⒃摐y量信號轉(zhuǎn)化成為 能量轉(zhuǎn)換變化參數(shù)、例如將所測得的氣缸壓力值轉(zhuǎn)換成熱量值。替代方案或補(bǔ)充方案是，為 了獲取所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線，例如可由一種模擬裝置或者一種存儲裝置接收信號，所述 信號包括一個表示所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線的模擬函數(shù)或者插值函數(shù)。
[0025] 所述能量輸入變化曲線的獲取例如包括獲取能量輸入變化曲線的模型，所述模型 是在能量輸入?yún)?shù)(例如噴射參數(shù)）的基礎(chǔ)上生成的，所述能量輸入?yún)?shù)是與能量轉(zhuǎn)化(例 如燃燒)相對應(yīng)的、例如之前和/或同時(shí)進(jìn)行的能量輸入過程(例如噴射過程）的基礎(chǔ)。所述 模型可例如被一種模擬裝置或存儲設(shè)備接收，或者是直接基于所述噴射參數(shù)、尤其是各個 子噴射的噴射起始點(diǎn)、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射量來生成。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的方法，所述點(diǎn)火延遲變化曲線的計(jì)算可包括構(gòu)成所述能量輸入變化 曲線的能量輸入變化曲線積分、構(gòu)成所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線的能量轉(zhuǎn)化變化曲線積分以及 所述能量輸入變化曲線積分和所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線積分相互之間的相互適配。所述能量 輸入變化曲線積分和所述能量轉(zhuǎn)化變化曲線積分的構(gòu)成可包括在所述能量輸入